南通航力重工机械有限公司

航力折弯机、剪板机采用国际前沿技术,精益求精!

0513-88220866
技术参数

液压系统的振动与噪声来源

发布时间:2010-3-9

液压系统的振动噪声分为机械振动噪声和流体振动噪声。
1.机械振动噪声
机械振动噪声是由于零件之间发生接触、冲击和振动引起的。例如,溏系统中的电动机、液压泵和液压马达这些高速回转体,如果转动部分不平衡会产生周期性的不平衡离心力,引起转轴的弯曲振动,因而产生噪声。
电动机哭声除机械噪声外,还有通风噪声(如冷却风扇和风声)和电磁噪声(电动机通电后的电磁噪声和蝉鸣声)。当电动机和液压泵不同轴以致联轴器偏斜也会引起振动噪声。
齿轮泵工作时,齿轮啮合的频率,齿轮啮合受到圆周方向的强制力引起圆周方向和振动,而轮齿啮合产生圆周方向的振动使齿面受到动载荷而引起轴向振动(产生径向方向的振动的同时产生轴向振动),从而产生噪声。
滚动轴承中滚动体在滚道中滚动时产生交变力而引起轴承环固有振动形成的噪声;滚动体移动引起噪声;滚动体和滚道之间的弹性接触引起噪声;滚道中的加工波纹使轴承处于偏心转动引起噪声;滚动体中进入灰尘或有伤痕或锈蚀时发出噪声。
液压零件频繁接触而引起噪声,电磁铁的吸合产生峰鸣声,换向阀阀心移动时发出冲击声,溢流阀在泄压时阀心产生高频振动声。
油箱噪声。油箱本身并不发出噪声,但如果液压泵和电动机直接装在油箱上,它们的振动引起油箱产生共振,会使噪声进下一步扩大。
2.流体振动噪声
流体噪声由油液的流速,压力的突然变化及气穴爆炸等引起。在液压系统中,液压泵是主要噪声源,其噪声量约占整个系统噪声的75%左右,主要由泵的压力和流量的周期性变化以及气穴现象引起。在液压泵吸油和压油循环中,产生周期性的压力和流量变化形成压力脉动,引起液压振动,并经出口向整个液压系统传播,液压回路的管道和阀类将液压泵的脉动液压油压力反射,在回路中产生波动而使液压泵共振,以致重新使回路受到激振,发出噪声。
从阀里喷出的高压流体,在喷流和周围液体之间产生剪切流,紊流或涡流,由此产生高频噪声(涡流一般从阀开始,一直遍布到最下边的液流)。
在流动的液体中,由于流速变化引起压力降而产生气泡(即气穴现象),这是因为在油液中,一般都混入少量的空气,其中一部分溶解在油中,也有一部分在油中成为微小的气泡;当油液流经管路或元件特别狭窄地方时,速度急剧上升,压力迅速下降,当压力低于工作温度下油液的气体分离压力时,溶解于油中气体迅速地大量分离出来,油液中出现大量气泡;当气泡随液流到达压力较高部分时,气泡被压缩而导致体积较小,此时在气泡内蓄存了一家的能量,当压力增大到某一数值时,气泡溃灭,产生局部的液压冲击(局部压力可几百个大气压)同时产生爆炸性噪声。
在管路内流动的液体常因突然关闭阀门而在管内形成一个很高的压力峰值。液压冲击不公引起巨大的振动和噪声,压力贬值有时还大到足以使液压系统损坏的程度。
3.液压泵和液压马达的振动与噪声
液压泵有多种振动与噪声,其原因与机理差异很大。
如液压泵的运动件磨损,轴向,径向间隙过大,会引起压力与流量的脉动,同时使噪声增大。液压泵的压力波动也会使阀心迫击阀座,同样会加大振动。产生这种现象时,可用小规格的控制阀来替换,或将节流口开大。另外,油的粘度太高,吸油过滤器阻塞或油面过低,引起泵吸油困难,产生气穴,引起严重的噪声。
在电网中,电网的电压,负载发生变化,本身的压力波动和流量脉动等,均能引发液压泵的噪声和振动。电网的电压波动会引起液压泵的流量脉动,致使泵的出口及管路压力波动,这是外因引起的流量与压力波动所产生的流体噪声。要使液压泵的噪声最低,电网容量要足够大;在选择液压泵时,提高溢流阀的灵敏度,增设卸荷回路等来降低噪声。
由于因油区的压力冲击,液压泵也可产生流体噪声。
轴向柱塞泵由于油污染,吸油不畅,引起滑靴与斜盘干摩擦,发出尖厉的声响。柱塞泵的柱塞卡死或移动不灵活也会引起振动。
叶片泵转子断裂,叶片卡死,从而引起压力波动及噪声。
当油泵中有漏洞现象时,齿轮油泵齿形的误差较大会导致振动。
一般情况下,齿轮泵与轴向柱塞泵的噪声比叶片泵大得多。
液压马达的振动与噪声主要有下列几种情形:轴承及零件部件磨损;液压马达传动轴与负载传动轴联接不同轴;轴向柱塞式液压马达因结构原因产生脱缸与撞击。
4.溢流阀的振动与噪声
在各类阀中,溢流阀的噪声最为突出。在大型溢流阀上,症状尤其明显。主要的振动与噪声原因是阀座损坏,阀心与阀孔配合间隙过大,阀心因内部磨损,卡滞等引起的动作不灵活造成。溢流阀调压手轮松动也会导致振动。压力由调压手轮调定后,如枪支则压力会产生变化,并引起噪声,所以压力调定后手轮要用锁紧螺母锁牢。调压弹簧弯曲变形也可能引起噪声,那是由于弹簧刚度不够,当其振动频率与系统频率接近或相同时,就产生共振,解决办法是更换弹簧。
阀的不稳定振动会引起压力脉动而造成噪声,如先导式溢流阀,在工作中先导阀牌不稳定高频振动状态时产生的噪声。溢流阀也可能由于谐振而产生严重的噪声及压力波动。
5.其他原因造成的振动与噪声及预防
(1)阀类元件引起的振动与噪声
1)油中杂技把阀阻尼孔堵塞,阀中弹簧疲劳或损坏,杂技过多使阀心移动不灵活等都会引起振动与噪声。
2)阀心与阀体配合不好或表面拉毛,使配合间隙过松,内泄漏严重,易产生噪声振动;过紧的阀心使移动困难,也会产生振动噪声。因此,装配时要掌握合适的间隙,以阀心在阀孔内可以自由移动但不松,不涩为度。
3)换向阀换向时产生噪声。1快速换向,引起压力冲击,产生波及到管道的机械振动;2换向阀铁心与连接铁杆吸合端面有污物,吸合不良;3换向阀铁心与连接铁杆吸全端面不光滑的面,吸合不良;4连接铁杆过长或过短。
解决方法:避免或减少快速换向,清洁换向阀铁心与连接铁杆吸合端面,改善端面平整度,校正连接铁杆长度。
4)电磁铁的振动与噪声,电磁铁因阀心卡滞,电信号断断续续,电磁阀两个电磁铁同时通电而产生明显的振动与噪声。
5)控制阀的气穴作用会产生流体噪声。解决这类噪声的办法,是提高节流口下游侧的背压,使其高于空气分离压力的界值,可用多节减压的办法防止气穴现象的发生。
6)控制元件之间连接松动,也能引起噪声和振动。
(2)管道的振动与噪声各类刚性管道,因安装不牢靠,或过长的管道没有合适的支承座,会产生明显的振动与噪声,且系统压力越高,问题越严重。由于谐振,管网有时会产生严重的破坏性剧烈振动。液压泵产生的流量脉动经过管路的作用,形成压力脉动,流体的振动通过管路还会传至系统。
随着液体动力技术向着高压,大流量和大功率方向发展,由动力源产生的流量压力脉动和由此诱发的管道振动和噪声问题也就越来越突出。近年来由于管道振动造成的泄漏和爆炸事件时有发生。
(3)液压系统中混入空气而产生振动与噪声在大气压下的液压油中一般溶解了5%~6%的空气,而且按惯例在油液中的溶解度与压力成正比。当油箱中油位过低,吸油管浸入油中太短,在吸油口附近形成的旋涡会使空气吸入油泵;回油管没有浸入最低油面以下,回油冲击在油面与箱壁上,在油面上产生大量气泡,使空气与油一起吸入系统;由于密封不严,配管接头不严,在系统中低于大气压的部位吸入系统,如油泵的吸油腔,吸油管,压油管中流速高(压力低)的局部区域,停车以后回油腔的油经回油管返回油箱时形成局部真空的地方。
为了防止以上现象,应采取以下几种措施:1油箱设计要合理,容积要足够大,可采用设有隔板的长油箱,分成回油箱和吸油箱。2油箱中的油液要加到规定的高度,一般油面高度为油箱高度的0.8倍。3吸油管一定深入油池3/5浓度,吸油管的管口应切成45角,以防止脏物的吸入,距油箱底部的距离要大于2倍管径,以便流油畅通。4加油管管口必须浸入油面之下,以免油液飞溅而混入空气引起噪声和振动。5各接头要严格密封,防止泵内智短时吸进空气。
(4)装配,操作与维修不当产生振动与噪声 1油泵内零件损坏严重,装配松动或零件装错,引起油泵噪声过大。解决方法:立即停车,解体检查校正或更换有关零件。2零件的光滑程度,零件外部的几何形状不规则,或有毛刺,或接合面平速度不合要求等原因,会造成元件间的密封不良,混入空气,产生空气噪声。如有此种情况只能更换零配件。3如长时间不开机,在突然开机时产生的噪声和振动。在日常工作中按工作要求则能避免。工作要求:长时间不开机,在开机时应对液压泵注满清洁的液压油(从回油孔注入),平时最好每周开机一次。